基于環海島嶼特點的供水施工技術探討

林靜杰

(廣東省水利電力勘測設計研究院,廣東 廣州 510170)

基于環海島嶼特點的供水施工技術探討

林靜杰

(廣東省水利電力勘測設計研究院,廣東 廣州 510170)

與陸地區域相比，海島上降水量、綠化程度較低，因此大多數海島都存在著資源性缺水的問題;南澳島也不例外，隨著海島經濟的發展，淡水需求量在不斷增加。因此，供水施工成為海島建設的重要民生工程。本文以南澳島為例,就環海島嶼的供水工程施工技術進行討論分析。

環海島嶼；供水工程；施工技術

南澳島位于閩粵臺三省(地區)交界的海面上，處在高雄、廈門、香港三個港口城市的中心點，是東南沿海重要的通商中轉站，四面環海，自然資源十分豐富，加上地理位置特殊，經濟發展十分迅速，淡水需求量不斷增加。為了解決島內水資源缺失的問題，促進海島經濟及各項事業的發展，相關部門組織開展了供水工程建設，本文就工程建設過程中的一些重要的施工技術進行簡單的介紹。

1 工程概況

該工程從汕頭市澄海區培垅開始，由西向東沿海底到達南澳島長山尾登陸，如圖1所示。整個SRTP管道供水的管道長度8.677 km，管道的內徑為DN600，PN0.8 MP，海底管道初步設計采用雙管聯排大開挖敷設的形式。這一管段的地貌主要是海溝，中部有鳳嶼，地層土質主要由砂層、含貝類淤泥質黏土等組成，地形比較平坦。海水深度在3～15 m左右，管道主要埋設在深灰～灰色淤泥質黏土層或者淤泥之中，整體而言地基的承載能力比較低。

2 主要施工技術

2.1 水下溝槽開挖

海上施工作業工區的主要施工任務有水下溝槽開挖、箱涵安裝、預制構件制作、管道熱熔連接、溝槽回填等[1]。具體的施工過程中,首先需要根據工程的施工工況、土質、待開挖厚度等分析施工強度，進而決定本次施工選用抓斗式挖泥船，配套的開挖設施還有錨艇、拖輪、交通艇等。

圖1 供水管道敷設線路圖

水下溝槽開挖時需要做好施工測量工作，施工船舶采用DGPS定位技術進行導航定位，使用北京54年坐標系作為平面坐標系統，差分臺需要嚴格按照《水利水電工程施工測量規范》進行設立。水下溝槽開挖邊線誤差控制在±0.4 m以下，岸邊控制在±0.5 m以下，挖槽中心線誤差嚴格控制在±1.0 m以下[2]。開挖前需要在開挖起點、訖點、開口線等關鍵位置設立標桿、燈標等標志，每一組橫向標志設置的間隔在50～100 m之間。

本次施工采用珠基高程。施工之前首先需要設立驗潮站，建立潮位遙報系統，實時地為測量船及挖泥船提供潮位信息，驗潮站水尺需要設置在水流比較平穩、不容易被船艇觸碰的位置，要便于人員的觀測，水尺零點必須要滿足五等水準精度要求，高程與挖槽設計底一致，要能夠滿足常水位變化范圍的讀數要求，汛期或者浪潮較大時應滿足最大水位讀數要求。

為了更好地控制挖泥船開挖深度，挖泥船上安裝有潮位遙報儀接收機，方便控制人員能夠根據儀器反饋的潮位信息調整抓斗下放的深度。實際開挖過程中，沿著開挖邊線方向進行，開挖時段與段之間的重疊區大于3 m，條寬30 m。海堤拋石分層開挖，開挖出的石料如果沒有風化、質地比較堅硬，則放置于開挖斷面的兩側，管道及箱涵安裝完成之后，恢復到原位[3]。水下溝槽開挖時，挖泥船垂直于管溝槽軸線錨泊，挖泥船的下導輪需要接觸到塹口的泥層，保證泥斗充足不容易脫攬。挖泥船的橫軸線需要始終平行于挖槽的中心線，橫挖的速度主要由泥斗充泥情況決定，充泥少則速度大，充泥多速度小。挖泥船前移的距離主要受泥層的土質及厚度影響。為了防止施工時出現陡坡坍塌的問題，本次施工采用分層挖泥的方法。為了防止開挖深度不到位或者超深過多，需要及時對水位的變化進行觀測。開挖期間可能會出現回淤現象，可以適當超挖。

2.2 管道安裝

管道安裝需要按照船舶定位、水下管溝開挖整平、管溝檢查、箱涵制作安裝、管道安裝、砂土回填、混凝土蓋板安裝等幾個步驟進行。

(1)測量放樣。陸上部分的測量放樣需要根據設計控制樁進行，水下浮標的設置則需要沿著中心軸線進行。

(2)管溝開挖整平。管溝開挖時邊坡為1∶5，底寬為5.5 m，低潮時露出水面的部位使用挖掘機整平，水下部分的整平則需要潛水員完成。

(3)管溝檢查。管溝檢查主要利用超聲波探測儀及GPS衛星導航儀完成。

(4)箱涵制作安裝。埋管段由異形箱涵和標準箱涵組成。箱涵鋼筋綁扎需要嚴格按照施工設計圖紙及施工要求進行，搭接長度在35 d以上，主筋間距允許偏差控制在20 mm以內，鋼筋骨架外面需要墊置砂漿墊塊。模板為1.5 mm木模，混凝土澆筑完成之后需要進行7～14 d左右的養護，強度達到一定標準后可以將模板拆除。箱涵安裝的順序由外側向岸側進行，箱涵側墻上部需要預留直徑在6 cm左右的空洞，方便起吊，箱涵落到管溝之后需要由潛水員深入水下進行測量及探摸，確定位置符合設計規范要求之后，方可將鋼絲繩吊鉤放開。

(5)陸上地錨埋設。為了保證敷管船的正常施工，陸上需要開挖一定尺寸的錨坑，并使用鋼絲繩將鋼管吊放于坑內后回填夯實，外露鋼絲繩使用索具固定。

(6)管道敷設。管道敷設時敷管船沿著軸線行使，管道著落后，將海砂回填于箱涵之內。

2.3 管道熱熔連接

本次施工中選用的SRTP復合管由生產廠家直接于現場連接，將管道運輸到敷管船之上，吊上發射架之后與已發射管道連接起來。實際的連接過程中主要選用了正常連接和法蘭連接兩種連接方法。無論是哪種連接方式都需要首先將管材表面及內壁的氧化層打磨清除干凈。正常連接時需要在連接管材的一端預套上電熔管件，然后計算好對接時間，使用對接機進行熱熔連接，并在完全冷卻前將管材對接翻邊位的翻邊清除干凈，確保接縫的平整。完全冷卻之后需要預標示好最終安裝位置，采用液壓油缸將管件推到標示位置后進行電熔焊接。法蘭連接一般只在特殊情況下采用，套裝時管道一端與管材一端端口需要保持同一截面，可以利用液壓設備實現，電熔焊接完成后，需要使用銑刀對管材及管件的端面進行銑削，然后使用預制好的SRTP法蘭頭進行電熔管件及管材的熱熔對接。鋪管船結構布置見圖2。

圖2 鋪管船示意圖

2.4 管溝回填

管溝回填主要利用泥駁完成，管道安裝一段距離之后需要及時回填海砂覆蓋管道。具體施工過程中，采用開底泥駁自由拋砂法進行，在此過程中需要控制好泥駁行駛的速度以及泥駁密封板的開度?；靥顠伾皶r，只要砂層超過設計要求即可，砂層位置的控制主要通過GPS定位系統輔助來完成。管溝回填過程示意見圖3。

圖3 管溝回填過程示意圖

2.5 管道試壓

管道試壓工作十分重要，主要分兩個階段來進行。預試壓階段，首先需要將試壓管道內的水壓降到大氣壓之下，并穩壓60 min，穩壓期間避免空氣進入管道。然后將水壓升到實驗壓力值，穩壓30 min,如果發現壓力下降需要及時地注水補壓，做好管道接口、配件的檢查工作，避免出現滲漏，一旦發現此類問題必須立即中止試壓檢查滲漏原因，故障排除后需要重新進行試壓工作；停水補壓穩定60 min，之后壓力下降但沒有低于試驗壓力的70%時，預試壓結束，反之則需要停止試壓及時進行檢查[4]。主試壓在預試壓結束之后進行，需要迅速地將管道內水放出，使壓力下降到試驗壓力的10%～15%左右；主試壓階段需要每間隔一段時間記錄一次管道剩余壓力，記錄時間保持在30 min左右，如果在此期間管道的剩余壓力值呈現上升的趨勢，則實驗結果合格，如果沒有則需要再繼續觀察60 min，整個90 min觀察階段壓力下降值在0.02 MPa以下，同樣說明實驗結果合格。

3 結 語

本文結合實際案例從水下溝槽開挖、管道安裝、管道熱熔連接、管溝回填、管道試壓等幾個方面就環海島嶼的供水施工技術進行了簡單的分析介紹，希望能夠對類似工程建設工作有所幫助。

[1] 紀建軍. 關于供水管道施工環節與質量控制探討[J]. 房地產導刊, 2016(8)：99-101.

[2] 杜鵬. 關于供水管道施工技術的探討[J]. 引文版:工程技術, 2015(15):104-105.

[3] 李俊民. 關于供水管道施工技術的探討[J]. 中國科技縱橫, 2013(23):111-112.

[4] 潘俊良. 淺論供水工程施工存在的問題及管理[J]. 魅力中國, 2011(20):343.

林靜杰(1983-),男，工程師，主要從事水利工程施工工作。

TU991；TU991.05

A

2096-0506(2016)12-0057-03